分体式射流曝气器的研制及其在城市污水处理中的应用

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1、摘要目前国内小城镇发展过程中水污染问题同益突出，潜在危害很大，一旦成为普遍性问题，将很难控制，根治起来也非常困难，因此防治小城镇的水污染是我国今后发展中必须解决的问题。本文结合“小城镇环境保护关键技术研究及设备开发”课题，针对目前国内小城镇污水处理的特点，提出～种合理的污水处理技术——射流曝气SBR脱氮除磷工艺。根据课题研究需要，本文提出了一种新结构的射流曝气器(属自吸式)，本文称为分体式射流曝气器，这种结构的提出源于笔者在进行反应器内部流场数值模拟时的发现：在反应器内部，曝气器斜向喷射比直向喷射搅动范围更大，能量利用更为合理，故设计了

2、一个布水器，可以使气水混合物斜向均匀出流，减少反应器内部死区，并进一步剪切气泡，提高氧利用率。所谓分体，主要是指射流器尾管的后部加装一个布水器，形式上可以分离，检修时方便拆分，这不同于传统的结构形式。有了这个思路之后，本文采用商用CFD软件PHOENICS3．5．1数值仿真技术进行射流曝气器设计(60P屯／d,时)，并在上海同壹水泵厂进行了清水吸气试验，研究三个结构参数长径比、喉嘴比和吸嘴比对吸气性能的影响规律，得到了本项研究的最佳结构参数，试验结果证明本射流器吸气量大，在喷射压力为1．6kg，工作水深为7m时，吸气量达900"-"11

3、00l／min，而且气泡质量高，搅拌范围大，基于试验研究结果，进行了三个参数的敏感性分析，确定了它们对吸气性能影响的主次关系。为了进一步研究射流曝气技术处理污水的效果，在上海东区水质净化厂搭建了～套射流曝气SBR污水处理中试装置，反应器高8米，直径2．2米，污水日处理量在20"-'80m3范围内可调，通过中试现场试验，来保证研究成果的实用价值。在这套试验装置上，进行了反应器内部流动特性的数值仿真、射流曝气器运行参数(喷射压力、工作水深及循环流量)的试验研究和运行参数的敏感性分析，为后续污水试验制定调节方案提供了依据，在此基础上，进行射流

4、曝气好氧SBR工艺处理城市污水的试验，主要研究改变曝气时间、气水比对COD、氨氮的处理效果，接下来进行射流曝气脱氮除磷SBR工艺处理城市污水的试验研究，主要研究在不同的充水比和反应时间条件下，该工艺对COD、氮(氨氮、摘要硝念氮和亚硝态氮)和磷(总磷和磷酸盐)的处理效果，研究表明射流曝气SBR工艺具有水质适应性好，处理稳定，出水水质好，污泥负荷和容积负荷高，水力停留时间短和污泥沉降性能好等特点，同时通过运行费用，出水水质，管理维修和污泥情况等方面的可行性分析，表明本项技术应用于小城镇污水处理工程是可行的。整项课题研究产生了一定的经济效益

5、和环境效益，具有5项创新性研究，分别是：1)分体式射流曝气器的研制，2)新型的设计思路——CFD数值仿真研究；3)吸嘴距的研究；4)大喉嘴距的研究：5)SBR射流曝气脱氮除磷中试现场试验研究，取得主要研究成果三项：1)一整套射流曝气脱氮除磷SBR反应器和应用推荐工艺参数，该成果在国内小城镇污水处理工程中应用是可行的，是有前途的；2)研制成功分体式射流曝气器，目前正在申请国家发明专利，本射流器吸气量大，经过同济大学环境保护产品质量监督检验中心鉴定，本射流器动力效率达1．98k902／Kwh，成果现将应用于上海达源环境科技工程有限公司的工业

6、废水处理工程中：3)一套高效射流曝气器的设计方法。同时还取得了16个主要的研究结论，不仅对国内该研究领域起到了资料补充的作用，还为国内小城镇污水处理提供了一种可供选择的实用的处理技术，并为污水处理工程，特别是工业废水和小型废水处理工程提供了一种高效的射流曝气器。关键词：射流曝气，射流曝气器，小城镇污水，城市污水，SBRIIAbstractInrecentyears，theproblemofwaterpollutionhasbeenincreasinglyseriouswiththerapiddevelopmentofsmall·scal

7、etownsordistrictsinChina．Thisproblemispotentiallydangerous，whichwillmakecontrolandtreatmentdifficultonceitiswidespread；therefore，howtopreventanddealwiththeproblemofwaterpollutionshouldbeputontheagendaofthefuturedevelopment．Inaccordancewiththeresearchproject‘Researchonthe

8、KeyTechniquesandEquipmentforEnvironmentalProtectioninSmall—scaleTowns，’andbasedonthefeaturesofwastewate